CH352933A - Verfahren zum Überziehen von Metallen mit Polyvinylchlorid - Google Patents

Description

  Verfahren zum Überziehen von Metallen     mit        Polyvinylchlorid       Bekanntlich hat das     Polyvinylchlorid    in den letz  ten Jahren als     Werkstoff    zur Herstellung von che  mischen Apparaten, welche der korrosiven Einwir  kung von Säuren, Gasen usw. widerstehen müssen,  grosse Bedeutung erlangt.  



  Tatsächlich hat sich die Verwendung von     Poly-          vinylchlorid    vom sogenannten steifen Typus zur Her  stellung von Röhren, Kühlschlangen, Behältern usw.  für den     erwähnten    Anwendungszweck erheblich aus  gedehnt. Obschon dieses Material in vielen Fällen  eine ausgezeichnete Korrosionsfestigkeit an den Tag  legt, erlauben seine mechanischen Eigenschaften  nicht in allen Fällen seine Anwendung als Werkstoff  für sich allein. Für gewisse Anwendungen ist seine  Kerbzähigkeit besonders ungenügend. Zur Überwin  dung dieser Schwierigkeiten wurde vorgeschlagen,  dieses Material nicht für sich allein zu verwenden,  sondern damit metallische Röhren, Apparate usw.  auszukleiden.  



  Das Überziehen von metallischen     Oberflächen     mit     Polyvinylchlorid-Blättern    bietet aber in der     Praxis          beträchtliche    Schwierigkeiten ; die Hauptschwierig  keit besteht in der Schaffung und Aufrechterhaltung  während des Betriebes einer genügenden Adhäsion  des     Polyvinylchlorids    auf dem     Metall    zur Vermei  dung einer Ablösung und Verformung des     Polyvinyl-          chlorid-Blattes,    was schliesslich zu Störungen führen  würde, die für das Metall schlimme Folgen hätten,  wenn der Apparat in Gegenwart von Säuren ver  wendet wird.

       Ausserdem    ist das Überziehen mit  Blättern sehr schwierig durchführbar, wenn kompli  zierte Teile, Röhren von kleinem Durchmesser usw.  ausgekleidet werden müssen.  



  Es wurden verschiedene Methoden vorgeschla  gen zum Aufbringen von steifen     Polyvinylchlorid-          Blättern    auf Metallen ; so wurde vorgeschlagen, ein  steifes Blatt mit einem     plastifizierten    Blatt durch    Schmelzen zu verbinden und dann das letztere mit  einem Bindemittel auf dem Metall zu befestigen;  kürzlich wurden Stahl und Aluminium mit     Polyvinyl-          chloridüberzügen    in den Handel gebracht, die aus  Blättern von     plastifiziertem        Polyvinylchlorid    von  spezieller Zusammensetzung hergestellt werden.

   Diese  Überzüge zeigen ausgezeichnete     mechanische    Eigen  schaften, verlangen jedoch, wie     gesagt,    besondere  Zusammensetzungen und Einrichtungen zu deren  Herstellung.  



  Es wurde nun gefunden, dass     ähnliche    Ergeb  nisse erzielt werden können, wenn man auf das  Metall zunächst eine Lösung von substituiertem oder       unsubstituiertem        Polyvinylpyridin    aufträgt und auf  die erhaltene Schicht eine Schicht von     Polyvinyl-          chlorid    aufbringt, welches mit der Zwischenschicht  dauerhaft verbunden wird.  



  Wenn man eine gut gereinigte     Metalloberfläche     mit einer eine feste Haftung vermittelnden Zwischen  schicht aus     Polymerisat    von     substituiertem    oder     un-          substituiertem        Vinylpyridin    in einem     flüchtigen     Lösungsmittel überdeckt, das     letztere    durch Erhitzen  verdampft, die Fläche dann mit einem     Polyvinyl-          chlorid    enthaltenden Gemisch oder mit einer     Poly-          vinylchlorid-Lösung    in einem geeigneten Lösungs  mittel besprüht und die Masse durch Erhitzen ge  liert,

   erhält man einen Überzug mit allen     Vorzügen     der chemischen Widerstandsfestigkeit vom     Polyvinyl-          chlorid,    welcher auf dem     Metall    vollkommen     haftet     und von diesem praktisch nicht mehr abgelöst wer  den kann.

      Die Klebeeigenschaften von     Polyvinylpyridin     waren an sich bekannt, doch war bisher nicht gefun  den worden, dass mit ihrer     Hilfe        vollkommen    feste  Verbindungen zwischen einem Metall und     Polyvinyl-          chlorid    erzielt werden können und dass man auf      diese Weise auf einfache     Art    sehr starke     Polyvinyl-          chlorid-Überzüge    auf Metallen erhält.  



  Es ist unter     Verwendung    von     Polyvinylpyridinen          natürlich    auch möglich,     Hberzüge    mit bereits gebil  deten Blättern aus     plastifiziertem        Polyvinylchlorid     herzustellen, die durch einfaches Verkleben bei  Zimmertemperatur mit dem Metall verbunden wer  den können.  



  Als     Bindemittel    vorzüglich geeignet ist ein       Polymerisat    aus     2-Vinylpyridin,    doch sind auch       Polymerisate    aus     substituierten        Vinylpyridinen,    wie       5-Äthyl-2-vinylpyridin,        2-Methyl-5-vinylpyridin    usw.,  verwendbar.  



  Die Menge der zur Erzielung der Klebewirkung  nötigen     Polyvinylpyridin-Lösung    ist sehr gering und  entspricht in der Praxis der Menge, die     zum    über  ziehen der Metalloberfläche mit einem dünnen  Schleier nötig ist. Es ist beispielsweise möglich, mit       50        cm3        einer        10        %igen        Polyvinylpyridin-Lösung        in          Tetrachlorkohlenstoff    eine Metalloberfläche von  1     m-'    zu überziehen.

   Solche Lösungen werden im       allgemeinen        in        Konzentrationen        von        5-20%        ver-          wendet.    Was die Dicke der     Polyvinylchlorid-über-          züge    auf Metallen     betrifft,    erhält man beim Auf  tragen von     blattförmigem    Material Schichten mit  0,001-2 mm Dicke, während es bei der direkten       Auftragung    von     Polyvinylchlorid-Gemischen        möglich     ist, Schichtdicken von bis zu maximal 2 mm zu  erreichen.

      <I>Beispiel 1</I>       Eine    5     %ige        acetonische        Lösung        von        Polyvinyl-          pyridin    wird auf eine gut gereinigte Oberfläche von  Stahl aufgesprüht und das Lösungsmittel in einem  Ofen bei 1000 C abgedampft. Hierauf besprüht man  die Oberfläche mit einem Gemisch aus 60 Gewichts  teilen     Polyvinylchlorid,    40 Teilen     Dioetylphthalat,    2  Teilen     Cadmiumstearat    und 5 Teilen     Bariumsulfat.     Das Metallstück wird hierauf während 45 Minuten  in einem Ofen bei     150o    C belassen.

    



  Man erreicht so ein     vollkommenes    Kleben des  Harzes auf dem Metall. Von einem in gleicher  Weise, jedoch unter Auslassen der Behandlung mit  der     Polyvinylpyridin-Lösung    überzogenen Metall  stück löst sich das     Vinylharz    mit äusserster Leichtig  keit ab und verrät so das     vollständige    Fehlen einer  Adhäsion zwischen Metall und Harz.

      <I>Beispiel 2</I>  Die innere Oberfläche eines     Metallbehälters    wird       mittels        Spritzpistole        mit        einer        20        %igen        acetonischen     Lösung von     Polyvinylpyridin    überzogen,

   worauf man  das Lösungsmittel bei 800 C abdampft und die  mit     Polyvinylpyridin    behandelte     Oberfläche    wieder  um     mittels        Spritzpistole        mit        einer        10        %igen        Lösung     von     Polyvinylchlorid    in     Cyclohexanon    überzieht;  hierauf wird das Gefäss während 30 Minuten auf       170o    C erhitzt. Das so aufgetragene Harz haftet voll  kommen an den Wänden des Gefässes.

      <I>Beispiel 3</I>  Eine Aluminiumplatte wird mittels Spritzpistole       mit        einer    8     %igen        Polyvinylpyridin-Lösung        in        Tetra-          chlorkohlenstoff    überzogen ;

   das Lösungsmittel wird  in einem Ofen bei 100  C abgedampft, worauf man  auf die so vorbehandelte Fläche ein Gemisch auf  sprüht, welches aus 60 Gewichtsteilen     Polyvinyl-          chlorid,    40 Teilen     Dioctylsebacat,    2 Teilen Bleisili  kat, 5 Teilen     Bariumsulfat    und 0,1 Teil hitzefestem  blauem Pigment besteht, worauf man zur     Gelierung     des Harzes während 25 Minuten auf 1850 C er  hitzt, wonach das Harz auf dem Metall vollkommen  haftet.

      <I>Beispiel 4</I>    Eine gut gereinigte Stahlplatte wird mit einer  9     %igen        Lösung        von        Poly-5-äthyl-2-vinylpyridin        in          Tetrachlorkohlenstoff    besprüht ; auf die so behan  delte Oberfläche trägt man mittels einer Walze einen  Film von 5 tausendstel Millimeter Dicke auf, wel  cher erhalten wurde durch     10-minütiges        Kalandern     eines Gemisches aus 60 Teilen     Polyvinylchlorid,    40  Teilen     Di-2-äthyl-hexylphthalat    und 2 Teilen     Sb20;3     bei     170o    C.  



  Die mit dem     Polyvinylchlorid-Film    überzogene  Metallplatte wird während 24 Stunden bei Zimmer  temperatur belassen. Nach dieser Zeit findet man,  dass der     Film    vollkommen haftet und gute     Flam-          menhemmungs-Eigenschaften    besitzt.

      <I>Beispiel 5</I>         Eine        12        %ige        Lösung        von        Poly-5-äthyl-2-vinyl-          pyridin    in     Dimethylformamid    wird auf eine gut ge  reinigte Aluminiumplatte aufgesprüht ;

   die so behan  delte Platte wird während 3 Minuten auf 100  C  erhitzt, worauf man einen Film von 1 mm Dicke  aufträgt, welcher hergestellt wurde durch     15-minü-          tiges        Kalandern    eines Gemisches aus 65 Teilen     Poly-          vinylchlorid,    35 Teilen     Trikresylphosphat,    2 Teilen       Bleistearat    und 1 Teil     Titandioxyd    bei 180  C.  



  Die mit dem     Polyvinylchlorid-Film    überzogene  Metallplatte wird während 30 Stunden bei Zimmer  temperatur belassen.  



  Nach dieser Zeit besitzt die Metallplatte einen  vollkommen haftenden, opaken weissen Überzug.  Durch Zugabe von geeigneten Farbstoffen zu  den     Vinyl-Gemischen    ist es möglich, gefärbte über  züge zu erhalten; zu den zu diesem Zweck ver  wendbaren Färbemitteln gehören die folgenden  Russ, Beinschwarz,     Titandioxyd,        Kalziumkarbonat,          Kalziumsulfat,        Bariumsulfat,    Ton, Chromgelb,       Chromoxydgrün,    gelbes Eisenoxyd, rotes Eisenoxyd,  braunes Eisenoxyd,     Kadmiumrot,        Kadmiumorange,          Kadmiumgeld,    Ultramarinblau,     Molybdängelb,

          Ben-          zidingelb,        Pyrazolonorange,        Pyrazolonrot,        Anisidin-          orange,        Phthalocyaningrün,        Phthalocyaninblau,    In  danthrenblau,     Indigobraun    und     Indigorot.    Spezielle  Effekte können auf den     überzügen    erzielt werden,  wenn man sie in der Hitze mit in geeigneter Weise       gravierten    Walzen behandelt.

        Gut gereinigte Stahlplatten wurden mit einer  20     o/oigen        acetonischen        Polyvinylpyridin-Lösung     überzogen ; das Lösungsmittel wurde bei 1000 C ab  gedampft, worauf man die Platte mit einem Gemisch  besprühte, welches aus 65 Teilen     Polyvinylchlorid,     35 Teilen     Trikresylphosphat,    2 Teilen     Bleistearat     und 0,2 Teilen eines Farbstoffes bestand, wobei für  jeden Versuch von den oben angegebenen Farb  stoffen ein anderer zur Anwendung gelangte.  



  Sämtliche so behandelten Platten wurden wäh  rend 40 Minuten in einen Ofen von 1500 C gegeben.  Man erhielt auf diese Weise verschieden gefärbte  Platten.    <I>Beispiel 7</I>    Gut gereinigte Aluminiumplatten wurden mit  einer 12     o/oigen    Lösung von     Polyvinylpyridin    in       Tetrachlorkohlenstoff    besprüht.

   Man stellte     Filme     von 0,06 mm Dicke her durch     10-minütiges        Kalan-          dern    bei 170  C eines Gemisches aus 65 Teilen     Poly-          vinylchlorid,    35 Teilen     Di-2-äthyl-hexylphthalat,    1  Teil     Cadmiumstearat    und 0,2 Teilen eines Farb  stoffes, wobei für jeden Versuch ein anderer Farb  stoff verwendet wurde ; diese Filme wurden mittels  einer Walze auf die vorbehandelten Platten aufge  tragen. Als Farbstoffe wurden die gleichen verwen  det wie im vorhergehenden Beispiel.

   Die verschie  denen mit den     Polyvinylchlorid-Filmen    überzogenen  Metallplatten wurden während 20 Stunden bei Zim  mertemperatur gehalten, wobei man vollkommen  haftende und verschieden gefärbte Überzüge erhielt,  welche allenfalls der Einwirkung von     Walzen    mit ge  eignet gravierter Oberfläche bei 140-170 C unter  worfen werden können zur Erzielung von besonderen  Reliefeffekten.    <I>Beispiel 8</I>    Ein Gemisch aus 65 Teilen     Polyvinylchlorid,    5  Teilen Kaolin, 35 Teilen     Di-(2-Äthyl-hexyl)-phthalat     und 0,3 Teilen Chromgelb wird während 12 Minu  ten auf     105 C    erwärmt. Die so erhaltene Masse  wird abgekühlt und mechanisch zu feinen Partikeln  zerteilt.

   Ein gleiches Gemisch, welches jedoch an  stelle von Chromgelb     Chromoxydgrün    enthält, wird  in gleicher Weise behandelt. Die beiden gefärbten  Harze werden nach dem Zerkleinern zu feinen Par  tikeln gemischt und in dünner Schicht auf eine Alu  miniumplatte gesprüht, welche vorher     mit    einer  Schicht einer 5     o/oigen        Polyvinylpyridin-Lösung    in       Tetrachlorkohlenstoff    besprüht worden war.  



  Die Platte wird allmählich auf 175  C erhitzt und  während einer halben Stunde auf dieser Temperatur  gehalten, zur vollständigen     Gelierung    des die Platte       bedeckendenHarzes.Man    erhält so     einenvollkommen     haftenden Überzug mit charakteristischem Farbeffekt.

    <I>Beispiel 9</I>  Eine 15     o/oige    Lösung von     Polyvinylpyridin    in       Tetrachlorkohlenstoff    wird auf eine gut gereinigte    Stahlplatte aufgesprüht, worauf man das Lösungs  mittel bei 1000 C abdampft und ein Gemisch aus  60 Teilen     Polyvinylchlorid,    40 Teilen     Di-(2-Athyl-          hexyl)-phthalat    und 1 Teil     Bleistearat    in dünner  Schicht aufträgt. Hierauf bringt man eine dünne  Schicht     winziger    Glaskügelchen mit einem mittleren  Durchmesser von 15     Mikron    auf und erhitzt die so  überzogene Platte schliesslich     zum    Gelieren des Har  zes.

   Man     erhält    einen auf der     Metalloberfläche    voll  kommen haftenden     Überzug,    welcher, wenn     in    der       Dunkelheit    ein Lichtstrahl darauf fällt, selbst hell  leuchtet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum Überziehen von Metallen mit Polyvinylchlorid, dadurch gekennzeichnet, dass man auf das Metall zunächst eine Lösung von substituier tem oder unsubstituiertem Polyvinylpyridin aufträgt und auf die erhaltene Schicht eine Schicht von Poly- vinylchlorid aufbringt, welches mit der Zwischen schicht dauerhaft verbunden wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel des Poly- vinylpyridins vor dem Aufbringen des Polyvinylchlo- rids verdampft wird, dass das Polyvinylchlorid im Gemisch mit Plastifizierungsmitteln, Stabilisatoren und Füllstoffen aufgetragen wird und dass das Ganze während der zum Gelieren der Masse nötigen Zeit bei einer Temperatur von 140-1900 C behandelt wird. 2.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyvinylchlorid in Form einer Lösung aufgetragen wird und dass das Ganze während der für das Gelieren der Masse nötigen Zeit bei einer Temperatur von 160-1800 C behandelt wird. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichent, dass man als Lösungsmittel Cyclo- hexanon verwendet. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyvinylchlorid in Form eines plastifizierten Filmes aufgetragen und mit der Zwischenschicht bei Zimmertemperatur verbunden wird. 5.

   Verfahren nach Patentenspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyvinylpyridin ein Poly- merisat von 2-Vinylpyridin verwendet wird. PATENTANSPRUCH II Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I mit Polyvinylchlorid überzogenes Metall, dadurch ge kennzeichnet, dass als eine feste Haftung vermit telnde Zwischenschicht ein Polymerisat von substi tuiertem oder unsubstituiertem Vinylpyridin vorhan den ist.